轴向滑块凸轮式差速器的运动仿真与分析

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1、轴向滑块凸轮式差速器的运动仿真与分析

2、第1内容加载中...目前，国内车辆所配备的防滑自锁式差速器包括高摩擦式、自由轮式和变传动比式等。高摩擦式有带摩擦元件的圆锥齿轮式、滑块凸轮式和蜗轮式等。在普通锥齿轮差速器基础上改进的带摩擦元件的圆锥齿轮差速器虽然结构简单，摩擦系数较高，但其体积大，影响车辆的越野性能。为了提高车辆通过性，又出现了滑块凸轮式差速器，这种差速器的转矩比可达2.3~3.0,有较高的转向操纵灵活性，但其结构比较复杂，精度、技术要求高，制造困难，成本很高。自由轮式差速器可分为滚柱式和牙嵌式，滚柱式只用于传递载荷不大的场合，牙嵌式改进后有良好

3、的使用性，其锁紧系数可为无限大，使汽车的通过性有了很大提高，但其左右轮传递转矩时断时续，导致传动装置内载荷不均匀。中国是人口大国，随着经济的飞速发展，国内汽车的生产量和消售量在国际市场都占有很大的比重，为了适应汽车的发展需求，孙传祝等人研制了“轴向滑块凸轮式差速器”，路试结果已表明，该新型产品体积小，越野能力强，稳定性较好。为了提高轴向滑块凸轮差速器的结构设计水平，我们对这种差速器进行运动仿真与分析，探讨滑块的运动规律，建立左右两侧差速轮(半轴齿轮)与差速器壳之间的运动关系。1轴向滑块凸轮式差速器的建模与装配1.1结构分析及建模轴向滑块凸轮式差速器卞

4、要由差速器壳、差速轮、滑块及碟形弹簧等组成，如图1所示。1.1.1差速轮差速轮的凸轮面(工作面)为左右螺旋交替、螺距相同的螺旋面，且螺旋面的母线呈内高外低的倾斜状态如图2b所示，通过与滑块的螺旋凹面相啮合而驱动车辆行驶。左由两差速轮结构相同，均采用花键与左右半轴联接。由草图尺寸旋转而得到外形实体轮廓后，即可对差速轮的工作内进行建模。首先插入螺旋线如图2a,注意保证其直径和螺距，以便于装配。由于螺旋内(工作内)左右对称，选择扫描轮廓所在基准平内为镜像平内来镜像螺旋内，便得到一个凸峰，然后再经圆周阵列，即得到一完整的差速轮工作内如图2b所示。1.1.2滑

5、块滑块外形结构如图3c所示为棱形，有相互对称的两种形式，其两端分别加工有与差速轮相对应的、左右交替的螺旋凹面，差速时沿差速轮凸轮内滑动。装配时，两种形式的滑块沿差速器壳内孔表内的圆周方向，相间地装入轴向槽内。滑块的背面靠梯形凸起与差速器壳内孔表内的轴向槽相配合，使滑块在随差速器壳转动的同时，还可沿轴向槽相对于差速器壳移动。滑块的建模过程如图3所示。首先在与螺旋线直径相同的圆柱面上插入螺旋线，并选择要求的恒定螺距，再画出扫描轮廓，然后进行扫描切除即得到一个螺旋面如图3a所示，然后镜像出另一个面如图3b所示。最后再做一旋转轴圆周阵列出其它两个螺旋面如图3

6、c所示。由于滑块的两种形式相互对称，因此只需对一种形式建模，然后镜像即可。1.1.3麦速器壳与壳速器盖差速器壳和差速器盖用螺栓与车辆主减速器的从动轮固定在一起，作为动力源输入转矩。差速器壳的内孔表面加工有轴向槽如图4所示)，以此带动滑块转动，并在差速过程中，允许滑块相对于差速器壳做轴向移动。差速器壳、差速器盖以及碟形弹簧等零件的建模比较简单，画出草图后采用旋转、拉伸、阵列等特征即可完成，这里不再赘述。1.2差速器的装配为了便于后面的运动分析，装配前需建立一圆柱形零件作为差速器运动的固定参考件。插入差速器壳、差速轮及滑块等其它零件时，均将其定义为相对于

7、固定参考件的活动零件。除“同轴”、“重合”等基本操作外，应特别注意差速轮与滑块间的“碰撞检查”，还应注意阵列关系的解除等。最后，检查各处是否存在运动干涉。2运动仿真结果及分析2.1模拟仿真前的处理首先在SolidOS/Motion插件，然后打开差速器装配文件，让装配关系自动映射成约束条件。另外还要设置一些运动分析参数，才能保证分析结果的正确性。